Биология цветения и оплодотворения

Дыня, так же как и арбуз, - факультативный самоопылитель. Ее женские цветки в подавляющем большинстве сортов имеют тычинки с нормально активной пыльцой. Строго раздельнополыми являются только некоторые сорта более северного происхождения или образующие плоды особовытянутой формы.

Многие авторы учебных руководств по овощеводству до сих пор считают дыню типичным перекрестноопылителем. Вначале ее относили к раздельнополым растениям (Н. И. Кичунов, 1910; А. Н. Харузин, 1928; И. Беккер-Деллинген, 1932; П. П. Кюз и В. А. Брызгалов, 1937, и др.). Некоторые авторы обнаруживали гермафродитизм женских цветков у дыни, но считали пыльцу таких цветков бесплодной (Н. И. Вавилов, 1922 и 1925; С. М. Рытов, 1928). Гермафродитизм женских цветков дыни признавали, как иногда встречающееся явление, Миллер и Паке (1894), Козлова (1925), К. И. Пангало (1934). Ноден (1859) признавал гермафродитизм за дынями канталупами.

Анализ большого материала из мировой коллекции дынь в количестве около 1500 сортов, проведенный нами на Быковской опытной станции в 1933 г., показал, что подавляющее число сортов имеют гермафродитные женские цветки, поэтому дыню следует считать растением с мужскими и обоеполыми цветками (андрономоноикистным).

Рис. 10. Цветки дыни: 1 - мужской; 2 - пестичный гермафродитный; 3 - пестичный без тычинок

Гермафродитизм отчетливо различим на взрослых женских цветках дыни. Число женских цветков у нее варьирует по сортам в условиях Нижнего Поволжья от 15 до 63, составляя от 2 до 8% числа мужских цветков.

Зацветание в условиях Нижнего Поволжья начинается во второй половине июня, а затухает с момента появления плодов, но в случае удаления последних цветение может продолжаться до глубокой осени. Женские цветки обычно появляются на плетях 2-4-го порядка. Для ускорения плодообразования часто применяется прищипка главной плети и даже плети второго порядка. Этот прием имеет целью усилить развитие плодоносных плетей последующих порядков.

Цветки живут на растении 1-2 дня, в зависимости от полноты опыления. По нашим наблюдениям, в 1935 г. на Кубани цветки начали раскрываться одновременно с наступлением рассвета; закрываются они около 16 часов.

Цветки имеют 5-лепестный светло-желтый венчик, трехлопастное рыльце и три тычинки в женском цветке, из которых, так же как и в мужском цветке, две сдвоенные, более крупные, чем третья. В завязи обычно три плаценты. В случае увеличения числа плацент соответственно увеличивается и число тычинок как в женских, так и в мужских цветках.

К моменту раскрывания цветка пыльца бывает уже созревшей, годной к оплодотворению; пыльники в это время также раскрываются. Лучшим периодом искусственного опыления цветков дыни, по данным наших опытов (1935), является утреннее время от 7 до 10 часов.

Первым исследователем, проверявшим фертильность пыльцы из гермафродитных цветков дынь, был Ране (1898). Он обнаружил, что изолированные и искусственно самоопыленные гермафродитные цветки дынь завязывали плоды; при изоляции без опыления плоды не образовывались. Роза (1924), проверяя выводы Ране, пришел к тем же результатам. Оба автора считают, что дыня самоопыляется и в естественных условиях (при помощи пчел).

В результате многократных проверок было установлено, что пыльца из гермафрод(итных цветков является не менее, а иногда и более, чем из мужских, само- и перекрестнофертильной.

Необходимо указать также, что пыльца из мужских цветков дыни весьма успешно прорастала на рыльцах всех других культурных видов тыквенных растений, в то время как обратное почти не наблюдалось.

Самоопыляемость дынь в естественных условиях признавали многие авторы: Ноден, Блинн, Люмсден (1914), Ране (1898), Роза (1924-1927), Лутохин (1932), Пангало (1934). Лутохин видел причину автогамии в буферной роли тычинок своего цветка, не допускающей чужой пыльцы к рыльцу.

Для изучения процесса самоопыления нами были проведены специальные наблюдения над опыляющей работой насекомых. Оказалось, что цветки дыни обычно посещаются муравьями, трипсами, пчелами и реже другими насекомыми, но распределение их в различные часы дня неодинаковое. Первыми на цветках появляются муравьи, позднее пчелы.

Наблюдения показали, что основными опылителями дынь являются муравьи и трипсы, которые переносят пыльцу во много раз чаще и намного раньше посещая цветки, чем пчелы и шмели, считавшиеся до сих пор основными опылителями дынь. Просмотр 100 женских цветков дынь гермафродитного строения (в 6 часов утра на Кубани в 1935 г.) показал, что в этот период они все были опылены, несмотря на то что пчелы только начинают летать после 6 часов. Роль этого решающего первого опыления, следовательно, принадлежит муравьям и трипсам, чем и объясняется преобладание самоопыления у гермафродитных сортов дынь.

Исследованиями установлена эффективность более позднего дополнительного опыления многих растений. В связи с этим усиливается и роль пчел, как позднее летающих, но весьма активных опылителей. По данным Л. К. Манна (1953), пчелы предпочитают посещать женские цветки. Наблюдениями того же автора установлено, что пчела сидит на цветке 5,36-9,22 секунды и посещает в минуту от 5,39 до 7,27 цветка. В результате посещения цветков насекомые уносят большое количество пыльцы; так, из общего количества пылинок в мужских цветках дыни канталупы 8630-13 020 штук, а в женских гермафродитных 9200-11 370 штук к 11 часам утра насекомые уносят по 2000-4000 пылинок, к 15 часам остается в цветке лишь около 2000 пылинок.

Опытами Л. К. Манна доказано, что опыляющая деятельность насекомых гораздо эффективнее, чем искусственное опыление, произведенное человеком. Так, в одном опыте ручное опыление цветков дало 38,7% завязывания плодов, а свободное опыление - 66,6%. При этом плоды от свободного опыления были полноценнее, содержали почти на 30% больше семян, чем плоды от искусственного опыления.

Все сорта и формы дыни успешно оплодотворяются пыльцой других сортов, различия имеются лишь в быстроте прорастания ее на рыльцах других сортов.

Как показали опыты А. П. Петровой (ВИР), больших различий между оплодотворяющей способностью пыльцы женских и мужских цветков нет. Несколько хуже идет завязывание плодов от опыления пыльцой своего цветка как женского, так и мужского.

Опытами Роза (1926) установлено, что плоды от перекрестного опыления несколько тяжелее, а количество завязываемых семян больше, чем от самоопыления, за исключением дыни кассабы.

Степень переопыляемости сортов в естественной обстановке сильно варьирует по сортам и отдельным растениям в пределах сорта. Так, у Роза (1927) процент гибридного потомства от совместного посева сортов колебался от 5,4 до 67,8 по сортам, у Вайтекера и Бона (1952)- от 0,0 до 96,9. При этом последними авторами было замечено, что процент перекрестного опыления увеличивается во 2-ю половину сезона на 50% по сравнению с первой.

Практиками-бахчеводами Средней Азии давно замечено, что некоторые сорта дынь не расщепляются в потомстве, несмотря на постоянную их культуру в смеси с другими сортами. Такой эксперимент был проведен нами с сортом Ич-кзыл в 1955 г. При посеве семян от свободного опыления из 156 учтенных растений было обнаружено лишь одно гибридное растение. При повторении этого опыта в 1956 г. также было найдено лишь одно гибридное растение из 72.

Наличие нетипичных растений в потомстве чистого сорта почти всегда приписывают гибридизации, в то время как, по нашим данным, такие растения появляются почти в каждом сорте в результате физиологических изменений, отражающихся в особенности на окраске плода.

Практика семеноводства также показывает, что дальний перенос пыльцы дыни как причина гибридизации невозможен (Н. Н. Ткаченко, 1947; П. И. Куликов, 1940). При установлении пространственной изоляции между сортами дыни надо принимать во внимание указанные биологические особенности цветения и опыления.